基于MATLAB模拟调制系统的仿真
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闽江学院《通信原理设计报告》题目:基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试学院:计算机科学系专业:12通信工程组长:曾锴(3121102220)组员:薛兰兰(3121102236)项施旭(3121102222)施敏(3121102121)杨帆(3121102106)冯铭坚(3121102230)叶少群(3121102203)张浩(3121102226)指导教师:余根坚日期:2014年12月29日——2015年1月4日摘要在通信技术的发展中,通信系统的仿真是一个重点技术,通过调制能够将信号转化成适用于无线信道传输的信号。
在模拟调制系统中最常用最重要的调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
在幅度调制中,文中以调幅、双边带和单边带调制为研究对象,从原理等方面阐述并进行仿真分析;在角度调制中,以常用的调频和调相为研究对象,说明其调制原理,并进行仿真分析。
利用MATLAB下的Simulink工具箱对模拟调制系统进行仿真,并对仿真结果进行时域及频域分析,比较各个调制方式的优缺点,从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识,通过研究发现调制方式的选取通常决定了一个通信系统的性能。
关键词模拟调制;仿真;Simulink目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 关键技术 (1)1.3 研究目的及意义 (2)1.4 本文工作及内容安排 (2)第二章模拟调制原理 (3)2.1 幅度调制原理 (3)2.1.1 AM调制 (4)第三章基于Simulink的模拟调制系统仿真与分析 (6)3.1 Simulink工具箱简介 (6)3.2 幅度调制解调仿真与分析 (8)3.2.1 AM调制解调仿真及分析 (8)第四章总结 (12)4.1 代码 (13)4.2 总结 (14)第一章绪论1.1引言在通信技术的发展中,通信系统的仿真是一个技术重点。
通常情况下,调制可以分为模拟调制和数字调制。
在模拟调制中,调制信号为连续的信号,而在数字调制中调制信号为离散信号。
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计调制是无线通信系统中的重要环节,主要用于在传输信号过程中对信号进行编码和解码,以实现信号的传输和接收。
MATLAB作为一种强大的数学仿真工具,可以方便地进行调制系统的仿真设计。
调制系统一般包括三个主要部分:调制器、信道和解调器。
调制器负责将发送信号进行编码,以适应信道传输的需求;信道主要是指无线信号在传输过程中的传播环境,会受到各种影响,如多径效应、噪声等;解调器对接收到的信号进行解码,恢复出原始信号。
在MATLAB中,可以利用其信号处理、通信和仿真工具箱来进行调制系统的仿真设计。
以下是一个基于MATLAB的调制系统的仿真设计流程:1.确定调制方式:首先确定要使用的调制方式,比如常见的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)、相位调制(PM)等。
根据需求选择合适的调制方式。
2.信号生成:使用MATLAB的信号处理工具箱生成原始信号。
可以选择不同的函数生成不同的信号,如正弦信号、方波信号、高斯脉冲等。
3.调制器设计:根据选择的调制方式,设计相应的调制器。
比如对于AM调制,可以通过将原始信号与载波进行乘法运算来实现;对于FM调制,可以通过改变载波频率的方式来实现。
在MATLAB中,可以使用相关函数来实现这些调制方式。
4.信号传输:将调制后的信号传输到信道中。
可以在仿真中模拟不同的信道情况,如加入噪声、多径效应等。
MATLAB提供了相关函数来模拟这些信道效应。
5.解调器设计:设计相应的解调器以恢复原始信号。
解调器的设计与调制器的设计相对应。
在MATLAB中,可以使用相关函数来实现解调器。
6.信号分析:对仿真结果进行分析。
可以通过绘制波形图、功率谱密度图等来观察信号在传输过程中的变化。
除了上述基本的仿真设计流程外,还可以在仿真过程中加入其他功能,如信号压缩、信号变换等。
MATLAB提供了大量的工具箱,可以方便地实现这些功能。
总之,基于MATLAB的调制系统仿真设计可以方便地模拟调制系统的工作过程,以及对不同信道效应的影响。
基于MATLAB的模拟信号频率调制与解调分析信号频率调制(FM)是一种将信息信号调制到载频波形上以便在传输过程中保持信号质量的技术。
本文将基于MATLAB对信号频率调制与解调进行分析与模拟。
首先,我们需要生成一个调制信号。
以正弦信号为例,通过改变该信号的频率来模拟调制信号。
我们可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的`fmmod(`函数来实现这一点。
以下是一个示例代码:```matlabt = 0:1/fs:1; % 时间向量fc = 2000; % 载频频率fm = 100; % 调制信号频率m = sin(2*pi*fm*t); % 调制信号modulatedSignal = fmmod(m, fc, fs); % 使用fmmod进行调频调制subplot(2,1,1);plot(t, m);title('调制信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');subplot(2,1,2);title('调制后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');```上述代码中,我们定义了采样频率、时间向量、载频频率和调制信号频率,并生成了调制信号。
然后,我们使用`fmmod(`函数将调制信号调制到载频波形上。
最后,我们用两个子图分别显示调制信号和调制后信号。
接下来,我们将对调制后的信号进行解调以还原原始信号。
我们可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的`fmdemod(`函数。
以下是一个示例代码:```matlabdemodulatedSignal = fmdemod(modulatedSignal, fc, fs); % 使用fmdemod进行解调subplot(2,1,1);plot(t, modulatedSignal);title('调制后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');subplot(2,1,2);title('解调后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');```上述代码中,我们使用`fmdemod(`函数对调制后的信号进行解调。
第8卷第5期 2005年10月上海电机学院学报J OU RNAL OF SHAN GHA I DIANJ I UN IV ERSIT YVol.8No.5 Oct.2005 收稿日期:2005203208作者简介:张宇伟(19822),女,专业方向:图像处理、信息编码;上海师范大学数理信息学院通信与信息系统硕士研究生。
文章编号 167122730(2005)0520014204基于Matlab 的调制解调系统仿真设计张宇伟1, 王耀明2(1.上海师范大学数理信息学院,上海,200234;2.上海电机学院信息工程系,上海,200240) 摘 要 设计了差分编码移相键控(2DPS K )调制解调系统的工作流程图,并利用Matlab 软件对该系统的动态进行了模拟仿真。
利用仿真的结果,从基带信号的眼图可以衡量数字信号的传输质量;由系统的输入和输出波形图可以看出,仿真实验良好。
2DPS K 调制解调系统的仿真设计,为以后进一步研究基于Matlab 的通信实验仿真系统奠定了坚实的基础。
关键词 调制解调器;差分移相编码;仿真设计 中图分类号 TN 915.05 文献标识码 BSimulative De sign of Modem System Based on MatlabZhang Yuwei 1, Wang Yaoming 2(1.College of Mat hematics and Science ,Shanghai Normal U niversity ,Shanghai ,200234;rmation Engineering Depart ment ,Shanghai DianJi U niversity ,Shanghai ,200240) Abstract Matlab software is used to simulate t he 2DPS K modem system ,which is based on t he p rogram table.By observing t he simulated Eye and Scatter diagrams and Wave diagrams ,t he result of t he experiment is very good and successf ul.Simulative design of 2DPS K modem system lays a solid foundation for f urt her researching t he simulation system of t he communication experiment based on t he Matlab software. Key words modem ;differential p hase shift keying (DPS K );simulation design 调制解调器(Modem )是数字通信技术中的一个重要组成部分,并广泛应用于单位企业和个人家庭中。
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计摘要:本文基于MATLAB平台,通过建立调制系统的仿真模型,实现了对调制系统的仿真设计。
首先对调制系统的基本原理进行了介绍,然后建立了调制系统的数学模型。
接着使用MATLAB对模型进行了仿真分析,包括调制信号的产生、载波信号的产生、调制信号与载波信号的混合调制、调制后的信号的传输等过程。
最后,通过仿真结果的分析,对调制系统的性能进行了评估,并提出了优化方案。
本文的研究对于调制系统的设计和优化具有一定的参考意义。
关键词:调制系统;MATLAB仿真;混合调制;性能评估;优化方案一、引言调制是无线通信中的一项基本技术,通过将信息信号与载波信号进行合成,使信息信号能够被传输到远距离的通信接收端。
调制系统是实现调制技术的关键,其性能直接影响到通信系统的可靠性和传输质量。
因此,对调制系统的研究和优化具有重要的意义。
二、调制系统的基本原理调制系统的基本原理是将信息信号经过调制器与载波信号进行混合调制,形成调制后的信号。
调制过程中,需要考虑到载波频率、调制信号幅度、调制信号频率等参数的选择。
常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
三、调制系统的数学模型调制系统的数学模型是根据调制原理建立的,一般可表示为:$s(t) = A_c \cdot (1 + m \cdot \cos(f_m \cdot t)) \cdot\cos(f_c \cdot t)$其中,$s(t)$表示调制后的信号,$A_c$为载波幅度,$m$为调制系数,$f_m$为调制信号频率,$f_c$为载波频率。
四、MATLAB仿真设计4.1调制信号的产生通过MATLAB生成调制信号,并将其绘制出来,以便后续的仿真分析。
4.2载波信号的产生通过MATLAB生成载波信号,并将其绘制出来,以便后续的仿真分析。
4.3调制信号与载波信号的混合调制将调制信号与载波信号进行混合调制,并将调制后的信号绘制出来,以便后续的仿真分析。
基于Matlab的模拟调制与解调(开放实验)一、实验目的(一)了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理(二)掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调(包络检波)(三)掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调(四)掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理(一)滤波法幅度调制(线性调制)(二)常规调幅(AM)1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m(三)抑制载波双边带调制(DSB-SC)1、DSB表达式2、DSB波形和频谱(四)单边带调制(SSB)(五)相关解调与包络检波四、实验过程(一)熟悉相关内容原理 (二)完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+,载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调(1)写出AM 信号表达式,编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制,并分别作出3种调幅系数(1,1,1m m m >=<)下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。
代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像(2)编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调,并作出图形。
基于Mat lab的数字调制系统仿真与分析摘要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改良也是通信系统性能提高的重要途径。
本文第一分析了数字调制系统的五种大体调制解调方式,然后,运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方式的仿真模型。
通过仿真,观察了调制解调进程中各环节时域和频域的波形,并结合这几种调制方式的调制原理,跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的靠得住性。
最后,在仿真的基础上分析比较了各类调制方式的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。
关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;Simulink;GUI图形界面。
ABSTRACTIn this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-FSK, 2-DPSK and MSK,have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory.Keywords:Digital modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK.目录1引言 (1)数字调制系统概述 (1)1.1.1数字通信系统的组成 (1)1.1.2数字通信系统的特点 (2)数字调制的意义 (5)Matlab在通信系统仿真中的应用 (6)2数字调制系统的相关原理 (7)二进制幅度键控(2-ASK) (7)二进制频移键控(2-FSK) (7)二进制相移键控(2-PSK) (8)多进制数字调制 (8)3数字调制系统的仿真设计 (9)数字调制系统各个环节分析 (9)3.1.1仿真框图 (10)3.1.2信号源仿真及参数设置 (11)3.1.3调制与解调模块 (11)3.1.4信道 (12)仿真模型的设计及结果分析 (13)2-ASK (13)2-FSK (18)2-DPSK (22)2-MSK (25)3.2.5M-DPSK (27)数字调制的性能比较 (30)3.3.1各类仿真模型的性能比较 (30)3.3.2仿真模型性能与理论性能的比较 (32)4结论 (33)致谢 (3)4参考文献 (35)基于Matlab的数字调制系统仿真与分析1引言数字调制系统概述数字载波调制(简称数字调制)与模拟调制没有本质上的区别,它是用数字基带信号作为原始信号,去控制高频正弦载波信号的振幅、频率和相位,相应的有三种大体的调制方式:数字振幅调制(ASK)、数字频率调制(FSK)、数字相位调制(PSK)。
基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计课程设计题目:基于MATLAB的FM系统调制与解调的仿真一、设计任务与要求1.设计并实现一个简单的FM(调频)调制和解调系统。
2.使用MATLAB进行仿真,分析系统的性能。
3.对比和分析FM调制和解调前后的信号特性。
二、系统总体方案1.系统组成:本设计包括调制器和解调器两部分。
调制器将低频信号调制到高频载波上,解调器则将已调制的信号还原为原始的低频信号。
2.调制方式:采用线性FM调制方式,即将低频信号直接控制高频载波的频率变化。
3.解调方式:采用相干解调,通过与本地载波信号相乘后进行低通滤波,以恢复原始信号。
三、调制器设计1.实现方式:使用MATLAB中的modulate函数进行FM调制。
2.参数设置:选择合适的载波频率、调制信号频率以及调制指数。
3.仿真分析:观察调制后的频谱变化,并分析其特性。
四、解调器设计1.实现方式:使用MATLAB中的demodulate函数进行FM解调。
2.参数设置:选择与调制器相同的载波频率、低通滤波器参数等。
3.仿真分析:观察解调后的频谱变化,并与原始信号进行对比。
五、系统性能分析1.信噪比(SNR)分析:通过改变输入信号的信噪比,观察解调后的输出性能,绘制信噪比与误码率(BER)的关系曲线。
2.调制指数对性能的影响:通过改变调制指数,观察输出信号的性能变化,并分析其影响。
3.动态范围分析:分析系统在不同输入信号幅度下的输出性能,绘制动态范围曲线。
六、实验数据与结果分析1.实验数据收集:根据设计的系统方案进行仿真实验,记录实验数据。
2.结果分析:根据实验数据,分析系统的性能指标,并与理论值进行对比。
总结实验结果,提出改进意见和建议。
七、结论与展望1.结论:通过仿真实验,验证了基于MATLAB的FM系统调制与解调的可行性。
实验结果表明,设计的系统具有良好的性能,能够实现低频信号的FM调制和解调。
通过对比和分析,得出了一些有益的结论,为进一步研究提供了基础。
基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真一、本文概述随着信息技术的飞速发展,数字通信在现代社会中扮演着日益重要的角色。
作为数字通信中的关键技术之一,数字调制技术对于提高信号传输的可靠性和效率至关重要。
在众多的数字调制方式中,2ASK (二进制振幅键控)因其实现简单、抗干扰能力强等优点而备受关注。
本文旨在通过MATLAB软件平台,对2ASK数字调制与解调系统进行仿真研究,以深入理解和掌握其基本原理和性能特点。
本文首先介绍了数字调制技术的基本概念,包括数字调制的基本原理、分类和特点。
在此基础上,重点阐述了2ASK调制与解调的基本原理和实现方法。
通过MATLAB编程,本文实现了2ASK调制与解调系统的仿真模型,并进行了性能分析和优化。
在仿真研究中,本文首先生成了随机二进制信息序列,然后利用2ASK调制原理对信息序列进行调制,得到已调信号。
接着,对已调信号进行信道传输,模拟了实际通信系统中的噪声和干扰。
在接收端,通过2ASK解调原理对接收到的信号进行解调,恢复出原始信息序列。
通过对比分析原始信息序列和解调后的信息序列,本文评估了2ASK 调制与解调系统的性能,并讨论了不同参数对系统性能的影响。
本文的仿真研究对于深入理解2ASK数字调制与解调原理、优化系统性能以及指导实际通信系统设计具有重要意义。
通过MATLAB仿真平台的运用,本文为相关领域的研究人员和实践工作者提供了一种有效的分析和优化工具。
二、2ASK数字调制技术原理2ASK(二进制振幅键控)是一种数字调制技术,主要用于数字信号的传输。
它的基本思想是将数字信号(通常是二进制信号,即0和1)转换为模拟信号,以便在模拟信道上进行传输。
2ASK调制的关键在于根据数字信号的不同状态(0或1)来控制载波信号的振幅。
在2ASK调制过程中,当数字信号为“1”时,载波信号的振幅保持在一个较高的水平;而当数字信号为“0”时,载波信号的振幅降低到一个较低的水平或者为零。
总732期第三十四期2020年12月河南科技Henan Science and Technology基于MATLAB的AM与FM的调制系统仿真张博文林君(延边大学,吉林延吉133002)摘要:本文通过MATLAB进行AM信号与FM信号的调制系统仿真实验,分析了AM和FM调制的原理,观察了AM、FM信号调制过程中各环节的时域和频域波形。
最后,在仿真的基础上分析并比较了这两种调制方式的性能。
关键字:MATLAB;AM调制;FM调制;调制系统中图分类号:TN911.3文献标识码:A文章编号:1003-5168(2020)34-0037-03 Modulation System Simulation Based on MATLAB AM and FMZHANG Bowen LIN Jun(Yanbian University,Yanji Jilin133002)Abstract:In this paper,the Modulation system simulation experiment of AM signal and FM signal was carried out by MATLAB,the principle of AM and FM modulation was analyzed,and the time-domain and frequency-domain wave⁃form of each link in the modulation process of AM and FM signal was observed.Finally,the performance of the two modes was analyzed and compared on the basis of simulation.Keywords:MATLAB;AM modulation;FM modulation;modulation system通信系统包含两种调制方式,即模拟调制方式和数字调制方式[1]。
******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期《通信系统综合训练》课程设计题目:模拟调制系统的设计与仿真专业班级:通信工程(3)班姓名:张光伟学号: 09250315 指导教师:王维芳成绩:在本次通信系统综合训练中,首先介绍了调制与解调;叙述了其工作的基本原理以及操作方法。
其次主要介绍了DSB双边带调制的基本原理。
最后利用利用Matlab软件进行调幅调制和解调程序设计,对DSB双边带调制进行了仿真,输出显示调制信号波形、调制信号频谱、已调信号波形、已调信号频谱、加噪声的解调波形、未加噪声的解调波形、解调信号的频谱并输出显示其输入输出信噪比,通过对实验结果的分析,更加清楚的了解到了噪声对DBS信号的影响,也更加熟练的应用了所学知识。
关键词:调制解调 DSB Matlab仿真前言 (1)第1章调制原理及Matlab简介 (2)1.1调制原理 (2)1.2 Matlab简介 (3)1.3 Matabl的应用 (3)第2章线性模拟调制 (4)2.1模拟调制原理 (4)2.2双边带调制DSB的基本原理 (4)2.3 DSB解调原理与抗噪性能 (7)第3章 DSB双边带信号的模拟与仿真 (9)3.1 DSB调制解调分析的MATLAB实现 (9)3.2仿真程序 (9)3.3 仿真结果及分析 (12)第4章总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)前言调制在通信系统中的作用是至关重要的。
所谓调制,就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
广义的调制分为基带调制和带通调制(也称载波调制)。
在大多数场合,调制一般指载波调制。
载波调制,就是用调制信号去控制载波的参数的过程,使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。
调制信号是指来自信源的信息信号(基带信号),这些新号可以是模拟的,也可以是数字的。
未接受调制的周期性振荡信号称为载波,它可以是正弦波,也可以是非正弦波。
载波调制后称为已调信号,它包含有调制信号的全部特征。
解调则是调制的逆过程,其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。
此次设计主要进行模拟调至系统的模拟和仿真,最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
常见的调幅AM、双边带DSB、单边带VSB等调制就是幅度调制的几个典型实例;而频率调制FM是角度调制中被广泛采用的一种。
本文主要分析了DSB在高斯白噪声影响下的波形变化,通过对有无噪声解调信号波形的对比分析,,估计DSB调制解调系统的性能。
第1章调制原理及Matlab简介1.1调制原理调制: 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号);时域定义:调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化,将信息荷载在其上形成已调信号传输,而解调是调制的反过程,通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。
频域定义:调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程,而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程.根据所控制的信号参量的不同,调制可分为:调幅,使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。
调频,使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变,而幅度保持不变的调制方式。
调相,利用原始信号控制载波信号的相位。
调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号,这就意味着把基带信号(信源)转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。
该信号称为已调信号,而基带信号称为调制信号。
调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。
调制过程用于通信系统的发端。
在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号,也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者(信宿)处理和理解的过程。
该过程称为解调。
调制的方式有很多。
根据调制信号是模拟信号还是数字信号,载波是连续波(通常是正弦波)还是脉冲波,相应的调制方式有模拟连续波调制(简称模拟调制)、数字连续波调制(简称数字调制)、模拟脉冲波调制和数字脉冲波调制等。
计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号,而在电话线上传递的却只能是模拟电信号(模拟信号为连续的,数字信号为间断的)。
于是,当两台计算机要通过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。
这个数模转换器就是我们这里要讨论的Modem。
计算机在发送数据时,先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为“调制”,也成D/A转换。
经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这个过程我们称“解调”,也称A/D转换。
正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程,从而实现了两台计算机之间的远程通讯。
1.2 Matlab简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
Matlab有以下特点及优点:特点:(1)高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来;(2)具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;(3)友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握;(4)功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具。
优点:(1) MATLAB是一种跨平台的数学语言。
(2) MATLAB是一种超高级语言。
(3) MATLAB语法简单,编程风格接近数学语言描述,是数学算法开发和验证的最佳工具。
(4) MATLAB计算精度很高。
(5) MATLAB具有强大的绘图功能。
(6) MATLAB具有串口操作、声音输入输出等硬件操控能力。
(7) MATLAB程序可以直接映射为DSP芯片可接受的代码,大大提高了现代电子通信设备的研发效率。
(8)MATLAB的程序执行效率比其它语言低。
1.3 Matabl的应用MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作:数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程、管理与调度优化计算(运筹学)。
MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
第2章 线性模拟调制2.1模拟调制原理模拟调制是指用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波,而载波是一个确知的周期性波形。
模拟调制可分为线性调制和非线性调制,本文主要研究线性调制。
线性调制的原理模型如图2.1所示。
设c(t)=Acos2t f o π,调制信号为m(t),已调信号为s(t)。
图2.1 线性调制的远离模型调制信号m(t)和载波在乘法器中相乘的结果为:t A t m t s wocos )()('=,然后通过一个传输函数为H(f)的带通滤波器,得出已调信号为。
从图2.1中可得已调信号的时域和频域表达式为:(2-1)式(2-1)中,M(f)为调制信号m(t)的频谱。
由于调制信号m(t)和乘法器输出信号之间是线性关系,所以成为线性调制。
带通滤波器H(f)可以有不同的设计,从而得到不同的调制种类。
2.2双边带调制DSB 的基本原理在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络,调制信号m(t)中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号,或称抑制载波双边带(DSB )调制信号,简称双边带(DSB )信号。
设正弦型载波c(t)=Acos(t) ,式中:A 为载波幅度,为载波角频率。
根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为:(t)=Am(t)cos(t) (2-2)其中,m(t)为基带调制信号。
⎪⎩⎪⎨⎧-++==)()]()([21)()(*]cos )([)(f H f f M f f M f s t h t t m t s o o o w设调制信号m(t)的频谱为M(),则由公式2-2不难得到已调信号(t)的频谱:)]()([2)(cc mM M A sωωωωω-++=(2-3)由以上表示式可见,在波形上,幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
标准振幅就是常规双边带调制,简称调幅(AM )。
假设调制信号m(t)的平均值为0,将其叠加一个直流偏量后与载波相乘,即可形成调幅信号。
其时域表达式为:)cos())(()(0t t m t c AM A s ω+= (2-4)式中:为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号,也可以是随机信号。
若为确知信号,则AM 信号的频谱为:(2-5)AM 信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。
AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。
只有边带功率才与调制信号有关,也就是说,载波分量并不携带信息。
因此,AM 信号的功率利用率比较低。
AM 调制器模型如下图所示。
图2.2 AM 调制器模型AM 信号的时域和频域表达式分别为(2-6)(2-7) 式中,A o 为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即0)(=t m —。
由频谱可以看出,AM 信号的频谱由载波分量、上边带、下边带三部分组成。
上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
因此,AM 信号是带有载波分量的双边带信号,他的带宽是基带信号带宽的2倍,即(2-8))(cos )()(cos )(cos )]([)(t w c t m t w c A t w c t m A o t s o AM +=+=)]()([21)]()([)(w c w M w c w M w c w w c w A o t s AM-+++-++=δδπ)]()([21)]()([)(0ωωωωωωωδωδπωccccm M M As -+++-++=f HfBHAM2=AM 调制典型波形和频谱如图1-1所示:图2.3AM 调制典型波形和频谱如果在AM 调制模型中将直流A 去掉,即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号(DSB —SC),简称双边带信号。